Listeria monocytogenes in food of non-animal origin | Listeria monocytogenes bei Lebensmitteln pflanzlichen Ursprungs

L. monocytogenes is a Gram-positive pathogenic bacterium causing the foodborne disease listeriosis, esp. in vulnerable population groups called YOPIs. Compared to other foodborne pathogenic microorganisms, the fatality rate of 20–30% of severe listeriosis is a serious concern. Listeriosis cases associated with FNAO have been increasing in recent years. In particular, RTE FNAO without any further processing steps like heating is of great concern in this context. This study investigated 39 FNAO primary producers and processing companies that produce and process FNAO products in Bavaria, Germany from July 2020 until June 2021 (Chapter 3). The categories were “producers of soft fruit”, “producers of vegetables” and “producers of RTE raw fruits and vegetables/fresh cut”. The aim of this study was to detect the prevalence of Listeria spp. and L. monocytogenes in FNAO producing and processing plants. In general, 407 samples from the processing environment (229 samples), the food (59 samples) and irrigation and processing water (119 samples) were taken and investigated using ISO 11290 - 1:2017. Overall, in 12.53% of the samples Listeria spp. and L. monocytogenes were detected. L. monocytogenes isolates were identified in the FNAO surrounding, especially drains, and in a sample of processing water. Whereas no food was contaminated with the pathogenic L. monocytogenes. Irrigation and processing water are probable contamination sources of FNAO. Unhygienic circumstances of water pipelines pose a risk of cross-contamination. Furthermore, the detected Listeria spp. and L. monocytogenes isolates were sequenced with WGS (Chapter 4). It poses the question about genetic relationship within and between companies. Due to low genetic relationship of Listeria spp. and L. monocytogenes within and between companies, external introduction and plant-specific Listeria in FNAO facilities were suggested. In particular, incoming raw material is discussed but irrigation and processing water is possibly both an entrance and contamination pathway. Moreover, virulence and AMR genes were detected and phenotypic characterization was performed, additionally. Virulence factors such as prfA, hly, plcA, plcB, hpt, actA, inlA, inlB, and mpl were identified in pathogenic and nonpathogenic Listeria species. Besides, phenotypic resistance was detected against benzylpenicillin, fosfomycin and moxifloxacin in all eight L. monocytogenes isolates. Benzylpenicillin is a therapeutic agent against listeriosis and detected AMR is a cause of concern. L. innocua was the most resistant Listeria spp. next to L. seeligeri and L. newyorkensis in this study. In addition, 123 samples of fresh soft fruit and frozen berries were collected randomly from supermarkets across the south of Bavaria, Germany. Only one L. grayi isolate was detected in frozen blackberries, while all other samples were negative for Listeria spp. and L. monocytogenes. In conclusion, Listeria spp. and L. monocytogenes were present in FNAO primary production and processing companies in Bavaria, Germany. Environmental, irrigation and processing water samples showed high prevalences of Listeria spp. and L. monocytogenes. An external introduction by incoming raw material or irrigation and processing water is probable. Furthermore, plant-specific L. monocytogenes isolates in FNAO facilities are discussed. Good hygienic practice is crucial to avoid cross-contamination. The data determined in this study indicate that FNAO primary production and processing plants should be focusing more on L. monocytogenes. Listeria monitoring means continuous sampling of the environment, irrigation/processing water and food, and represents an important mechanism to resolve foodborne outbreaks.

Das grampositive pathogene Bakterium L. monocytogenes verursacht eine durch Lebensmittel übertragbare Krankheit namens Listeriose, die vor allem empfindliche Personengruppen wie YOPIs betrifft. Im Vergleich zu anderen lebensmittelassoziierten Mikroorganismen ist vor allem die hohe Sterblichkeit von 20–30% der schweren Listeriose ein Grund zur Besorgnis. Listeriosefälle, die durch L. monocytogenes in Lebensmitteln pflanzlichen Ursprungs verursacht wurden, nahmen in den letzten Jahren zu. Vor allem, verzehrfertige pflanzliche Lebensmittel, die keine weiteren Erhitzungsprozesse durchlaufen, stellen ein Risiko dar. In diesem Zusammenhang wurden im Rahmen dieser Studie 39 Primärproduzenten und weiterverarbeitende Betriebe in Bayern, Deutschland von Juli 2020 bis Juni 2021 kontrolliert, die Lebensmittel pflanzlichen Ursprungs produzieren und weiterverarbeiten (Chapter 3). Die Kategorien waren „Hersteller von Obst“, „Hersteller von Gemüse“ und „Hersteller von Rohkost/Fresh Cut“. Das Ziel der Studie war das Vorkommen von Listeria spp. und L. monocytogenes in FNAO produzierenden Betrieben zu detektieren. Insgesamt wurden 407 Proben gezogen, aufgeteilt auf das Prozessumfeld (229 Proben), Lebensmittel (59 Proben) und Bewässerungs- und Prozesswasser (119 Proben) und nach ISO 11290 - 1:2017 untersucht. 12,53% der untersuchten Proben waren mit Listeria spp. und L. monocytogenes kontaminiert. L. monocytogenes Isolate wurden in der Betriebsumgebung, vor allem in Abflussrinnen und in einer Prozesswasserprobe festgestellt. Die Lebensmittelproben hingegen waren nicht positiv auf die pathogene Spezies L. monocytogenes. Bewässerungs- und Prozesswasser stellen eine mögliche Kontaminationsquelle für Lebensmittel pflanzlichen Ursprungs dar. Unzureichende Hygienemaßnahmen in Wasserleitungen sind ein erhöhtes Risiko für Kreuzkontaminationen. Desweiteren wurden die isolierten Listeria spp. und L. monocytogenes Stämme mittels WGS sequenziert (Chapter 4). Die Fragestellung bezog sich auf genetische Verwandtschaft der Isolate innerhalb eines Betriebes bzw. zwischen den untersuchten Firmen. Aufgrund des geringen festgestellten Verwandtschaftsgrades von Listeria spp. und L. monocytogenes innerhalb und zwischen den Betrieben, wird ein Eintritt von außen und betriebsspezifische Isolate in den lebensmittelproduzierenden und –weiterverarbeitenden Firmen vermutet. Angelieferte Rohware wird als Eintrittsquelle diskutiert, aber Bewässerungs- und Prozesswasser kommen ebenso als mögliche Eintritts- und Kontaminationsquelle in Frage. Zudem wurden die Isolate auf Virulenz- und Antibiotikaresistenzgene untersucht und eine phänotypische Antibiotikaresistenzcharakterisierung durchgeführt. Virulenzgene, wie prfA, hly, plcA, plcB, hpt, actA, inlA, inlB und mpl wurden sowohl in pathogenen als auch in nicht-pathogenen Listeria spp. nachgewiesen. Phänotypische Resistenzen gegen Benzylpenicillin, Fosfomycin und Moxifloxacin wurden bei den acht identifizierten L. monocytogenes Isolaten nachgewiesen. Resistenznachweise von Benzylpenicillin sind Grund zur Sorge, da das Antibiotikum als Therapeutikum bei Listeriose eingesetzt wird. Innerhalb Listeria spp. zeigten in dieser Studie die L. innocua Isolate die meisten Antibiotikaresistenzen im Vergleich zu L. seeligeri und L. newyorkensis auf. Zusätzlich wurden 123 frische Beeren und Tiefkühlbeeren randomisiert aus Supermärkten im südlichen Bayern, Deutschland gesammelt und untersucht. Lediglich ein L. grayi Stamm konnte aus einer Tiefkühlbrombeerenverpackung isoliert werden, alle anderen Proben waren negativ auf Listeria spp. und L. monocytogenes. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Listeria spp. und L. monocytogenes in FNAO produzierenden und weiterverarbeitenden Betrieben in Bayern, Deutschland vorhanden sind. Umgebungs-, Bewässerungs- und Prozesswasserproben zeigten ein hohes Vorkommen an Listeria spp. und L. monocytogenes. Ein externer Eintritt durch angelieferte Rohware und Bewässerungs- und Prozesswasser ist möglich. Zudem werden betriebsspezifische L. monocytogenes Isolate in FNAO Betrieben diskutiert. Daher ist gute hygienische Praxis unabdingbar um Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Die Daten dieser Studie zeigen, dass FNAO produzierende und weiterverarbeitende Betriebe einen Schwerpunkt auf L. monocytogenes legen sollten. Listeria Monitoring, d.h. kontinuierliches Beproben der Betriebsumgebung, des Bewässerungs- und Prozesswassers und der Lebensmittel selbst stärkt das Bewusstsein und stellt ein wichtiges Instrument zur Ausbruchsaufklärung dar.